Google测试轨道TPU，太空数据中心面临1800次发射挑战
TechCrunch AI··作者 Tim Fernholz
关键信息
这颗原型卫星将以每次15分钟的短时运行方式启动TPU，以减轻供电和热管理系统的压力；预计下一次演示将使用两颗专门设计的卫星，并通过激光通信互联。Google的同行评审分析预计，到2035年发射价格可能接近每千克200美元，但前提是Starship将约37万吨有效载荷送入轨道，并假设每次飞行可运载200吨。
资讯摘要
Google的轨道计算原型机搭乘SpaceX火箭从加利福尼亚发射升空，卫星由Planet Labs制造。该卫星旨在确认Google的TPU能否在真实轨道环境中运行，这种芯片是与Nvidia GPU竞争的人工智能加速器。卫星完成调试后，将为芯片提供约1千瓦的持续功率，并采用每次15分钟的短时运行方式，以避免过度消耗航天器的供电和热管理能力。负责该项目的Google高管Travis Beals表示，地面测试无法完全复现太空环境，因此实际飞行验证不可替代。
Google与Planet Labs计划在下一次演示中使用两颗更适合高性能计算的卫星，并尝试通过激光通信链路协同工作。Google的长期设想是让81颗卫星近距离编队飞行并并行处理任务，其中TPU之间的带宽和延迟对于运行类似多机架的工作负载至关重要。Google发布的同行评审论文预计将在Joule刊登，认为到2035年发射成本可能降至每千克约200美元，但按类似的成本学习曲线计算，Starship需要将约37万吨有效载荷送入轨道，相当于以每次200吨的能力执行约1800次发射。论文还指出，重新进行的辐射测试表明芯片可能能够承受太空辐射，不过Google此前发现测试配置提供了比实际运行环境更多的屏蔽，因此修正了测试方法。
资讯正文
Google 的轨道计算卫星原型机今天搭载一枚从加利福尼亚发射的 SpaceX 火箭升空——这也是这家科技巨头首次将其先进芯片送入太空。
这颗由 Planet Labs 制造的卫星将验证 Google 的 Tensor Processing Unit（TPU）能否在太空中运行。TPU 是 Google 用来与 Nvidia GPU 竞争的芯片。这意味着要持续提供 1 千瓦电力、为芯片散热，并运行一系列模型进行测试，以观察是否会出现任何问题。
“我们已经在地面上完成了测试，但你知道，没有任何测试能完全等同于真实环境，”负责管理 Project Suncatcher 的 Google 高管 Travis Beals 说。Project Suncatcher 是这家科技巨头制定的一项计划，旨在开发环绕地球运行的大规模计算集群。
卫星投入运行后，将以每次 15 分钟的短时爆发方式启动 TPU，以避免给卫星的电力和热管理系统造成过大负担。这颗卫星采用的是 Planet Labs 制造的标准平台，但两家公司正在合作开发一项预计明年升空的演示项目。届时，两颗卫星将采用更适合高级计算的定制设计。未来版本将尝试通过激光通信链路协同工作。
这枚 SpaceX 火箭不仅搭载了 Suncatcher 项目的太空 AI 载荷，还将发射 100 多个不同的载荷，其中包括 Satlyt 和 Cowboy Space Company 的任务。
Google 的这项计划与这些初创公司（实际上也与 SpaceX 自身）相比，最大的不同在于它是一个长期项目。
正如 Beals 所说，这一“长期登月式目标”着眼于为未来将存在的太空基础设施和 AI 工作负载进行建设。该公司设想建立一个由 81 颗卫星组成的网络，让这些卫星以紧密编队飞行并行处理任务。
“当你试图运行跨多个机架的工作负载时，TPU 之间的带宽和延迟真的非常重要……我们试图展望的不仅是今天有哪些工作负载，还包括五年后它们将发展到什么程度，”Beals 说。这主要是因为，要以具有成本效益的方式扩大轨道数据中心规模，目前所需的火箭还不存在。
周四，Google 还发布了其轨道数据中心白皮书的同行评审版本。这是目前关于如何将计算能力送入轨道的最严谨分析之一。该论文将发表于《Joule》杂志。
这篇论文最引人注目的方面之一，是 Google 对进入太空这一问题的思考方式。尽管研究人员强调，他们的分析并非经济可行性研究，但论文描绘了一个有趣的图景，展示了该公司如何看待火箭成本随时间下降。
和所有数据中心公司一样，Google 正指望 SpaceX 将其航天器送入太空。（Google 也是 SpaceX 的主要投资者。）
论文作者认为，自 SpaceX 发射 Falcon 1 火箭以来，其火箭制造业务已经实现了每年约 20% 的降价“学习曲线”，因此预计到 2035 年，该公司将发射价格降至接近每千克 200 美元是合理的。
要做到这一点需要什么？他们根据 Falcon 9 发射的有效载荷数量估算，要实现类似的成本下降轨迹，Starship 需要将 37 万吨有效载荷送入轨道。这意味着在未来 10 年里大约需要发射 1,800 次，也就是每年 180 次——而且前提是每次任务能够搭载 200 公吨有效载荷。
对于一款迄今从未在一年内飞行超过 5 次的运载工具来说，这个要求非常高。SpaceX 预计公司的发射频率会远超这一水平——例如，Elon Musk 曾暗示 Starship 可能在 2029 年实现每小时发射一次，但 Musk 说过很多事情。
至少在 Google 更新后的研究中，好消息是，其芯片似乎有望经受住太空辐射。该公司发现，芯片的配置提供的屏蔽效果比芯片在实际环境中能够获得的屏蔽效果更强，因此不得不在粒子加速器中重新进行芯片辐照测试。重新测试导致芯片逻辑电路中的错误略有增加，但该公司仍然相信，在卫星五年的使用寿命内，其芯片能够在轨道上处理大规模推理工作负载。
“如果你考虑的是典型的推理操作，错误率非常低，对吧？大概是百万分之一。”Beals 说。“另一方面，如果要进行某种超大规模训练运行——数千枚芯片连续运行数月——那就已经会造成问题了。”
来源与参考